Le DL-3-n-butylphthalide protège la barrière hémato-encéphalique contre les lésions d’ischémie/hypoxie via la régulation positive des protéines des jonctions serrées
L’ischémie cérébrale est une cause majeure de handicap neurologique, souvent associée à une perméabilité accrue de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Cette barrière constitue une interface critique entre les capillaires sanguins et les neurones, régulant le passage des ions, de l’eau, des solutés et des macromolécules. Sa disruption durant l’ischémie et la reperfusion favorise l’infiltration de substances vasculaires dans le parenchyme cérébral, aggravant les lésions neuronales. Les jonctions serrées (TJ), composants essentiels de la BHE, voient leur intégrité altérée lors de l’ischémie, contribuant à l’augmentation de perméabilité. Le DL-3-n-butylphthalide (NBP), dérivé des graines de céleri chinois, montre des effets neuroprotecteurs dans l’accident vasculaire cérébral ischémique. Cependant, son impact sur les TJ reste mal élucidé. Cette étude explore l’influence du NBP sur les protéines des TJ (claudine-5, ZO-1, occludine) durant l’ischémie cérébrale.
Un modèle d’hypoperfusion cérébrale chronique (CCH) a été induit chez des rats Sprague-Dawley par occlusion permanente des artères carotides communes bilatérales (BCCAO). Les animaux ont été répartis en cinq groupes : sham, modèle, et trois groupes traités par NBP (20, 40, 80 mg/kg/j per os pendant 14 jours). La perméabilité de la BHE a été évaluée par le test de fuite au bleu d’Evans. Les expressions des protéines des TJ, de la phospho-Akt/Akt totale, de la phospho-GSK-3β/GSK-3β totale et de la β-caténine/β-actine ont été analysées par western blot et immunofluorescence. La production d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) a été mesurée par cytométrie en flux, et l’ultrastructure des TJ observée en microscopie électronique.
Dans le modèle CCH, le NBP a réduit significativement la fuite de bleu d’Evans, indiquant une atténuation dose-dépendante de la perméabilité de la BHE. Les teneurs en bleu d’Evans étaient de 9,0 ± 0,9 mg/g (NBP-M, 40 mg/kg) et 6,7 ± 0,6 mg/g (NBP-H, 80 mg/kg), contre 12,3 ± 1,9 mg/g dans le groupe modèle. Le traitement a également restauré l’expression de la claudine-5 et de ZO-1 dans les segments microvasculaires cérébraux. Les niveaux de claudine-5 atteignaient 0,79 ± 0,08 (NBP-M) et 0,97 ± 0,07 (NBP-H), contre 0,41 ± 0,06 dans le groupe modèle. Aucun effet significatif sur l’occludine n’a été observé.
In vitro, des cellules endothéliales microvasculaires cérébrales (BMEC) primaires exposées à l’hypoxie (1 % O₂, 24 h) avec prétraitement au NBP (0,1 ou 1,0 mmol/L) ont montré une amélioration de l’ultrastructure des TJ et une réduction des ERO. La production d’ERO sous hypoxie (73,2 ± 7,4 %) était diminuée à 25,6 ± 3,0 % (NBP 0,1 mmol/L) et 17,3 ± 2,6 % (NBP 1,0 mmol/L). Les expressions de claudine-5 et ZO-1 étaient augmentées dans les BMEC traitées, contrairement à l’occludine qui restait inchangée sous hypoxie mais régulée positivement dans un modèle de privation oxyglucidique/reoxygénation (OGD/R).
Sur le plan moléculaire, le NBP a inversé la diminution induite par l’hypoxie des ratios phospho-Akt/Akt totale (0,36 ± 0,07 et 0,42 ± 0,08 vs 0,22 ± 0,07), phospho-GSK-3β/GSK-3β totale et β-caténine/β-actine, suggérant une activation de la voie Akt/GSK-3β/β-caténine.
En conclusion, le NBP préserve l’intégrité de la BHE lors d’ischémie/hypoxie en régulant positivement les protéines des TJ, notamment claudine-5 et ZO-1. Ses effets protecteurs impliquent une réduction du stress oxydatif et une modulation de la voie Akt/GSK-3β/β-caténine. Ces résultats renforcent les bases mécanistiques de son utilisation clinique dans les pathologies ischémiques cérébrales.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000232